亿德体育帝国理工学院林开国团队：间接热成型和淬火技艺造铝关金薄板零件

　　导读：铝合金直接热成形和淬火工艺已被开采并行使于筑造高强度面板组件，此中铝合金板加热到固溶热经管温度，急迅变动到冷压模具，同时成形和淬火。然而，直接热成型和淬火爆发正在高温下，这导致模具摩擦和磨损，所以爱护本钱较高。本咨询提出了一种新型的铝合金间接热成型和淬火格式，为了对照间接热成型和淬火和直接热成型和淬火的效用坎坷，本文衡量两种热成型和淬火经管后合金力学本能的区别。合金的微观机闭也行为表征以讲明这些区别。另表，两种热成型和淬火技艺已被行使于酿成b柱截面组件。对待间接热成型和淬火格式，当应变大于或等于10%时，合金单轴变形涌现晶粒增大景象亿德体育，晶粒增大水准随变形量的补充而减幼。而与应用直接热成型和淬火经管的合金比拟，间接热成型和淬火经管时代的晶粒延长导致了较低的服从强度(高达约8%)和抗拉强度(高达约12%)。间接淬火流程中合金的延展性和成形性均低于直接淬火。

　　钢板的热冲压拥有很多好处，好处之一是可酿成高达1500mpa的超高强度零件。另表，因为成形爆发正在高温下，钢正在高温下比正在低温下拥有更高的成形性，所以可能酿成形式纷乱的零件。另有其他好处网罗无回弹，减径和部门凝聚等等。因为这些好处，热冲压已通俗行使于各个范围，非常是正在汽车工业中亿德体育。

　　尽量上文描画了很多好处，但钢热冲压和铝合金的热成型和淬火依然存正在欠缺，这限度了其工业行使。欠缺首要有：(1)冲压模具的打算和加工本钱高;(2)成形器材磨损首要;(3)最终零件的强度高，导致剪切操作贫穷。为了战胜上述欠缺，科学家们一经实行了很多实践来开采更具岁月效用和本钱效益的钢和铝合金成形技艺亿德体育。

　　本咨询提出了一种筑造可热经管铝合金部件的新型间接热成型和淬火技艺，该技艺正在室温下酿成零回火的合金板材，然后加热实行固溶热经管，马上变动到冷模具中实行淬火和校准。为了对照间接淬火和直接淬火的结果，本文实行了两种淬火要求下的单轴拉伸试验，并对两种工艺下合金的单轴拉伸强度等力学本能实行了衡量和量化。咨询了间接和直接热成型和淬火流程中微观机闭的演变，网罗晶粒尺寸和位错。这两种热成型和淬火技艺也被行使于酿成b柱截面组件。

　　图1所示。(a)直接热成型和淬火技艺和(b)间接热成型和淬火技艺筑造铝合金板材部件的热轮回示企图。符号“●”显示表征硬度和显微机闭的岁月，符号“⁕”显示正在室温下实行单轴后拉伸试验衡量刻板本能的岁月铝合。

　　图2所示。单轴拉伸试验的实践成立和闭系的试样打算，(a)应用Gleeble实行试验的成立和(b)试样打算I，(c)应用微刻板拉伸阶段实行试验的成立和(d)试样打算II。(d)中所示的样品是正在HFQ要求下测试后从(b)中所示的样品中激光切割出来的，两者正在长度和宽度倾向上拥有沟通的核心线。(d)中所示的样品中央个人区域用于电子背散射衍射(EBSD)和硬度测试。

　　图3(a)室温下分别回火形态下的AA6082、(c) 0.5 s−1 O回火形态下分别温度下的AA6082(应用Direct HFQ)、(d) 450°c O回火形态下分别应变速度下的AA6082(应用Direct HFQ)的工程应力-应变弧线，以及(b)高温下试件衡量区域的闭系应变场(应用Direct HFQ)。d后的值为变形时的温度和应变速度;比方，D-400&0.5显示试样正在400°C的温度和0.5 s−1的应变速度下变形。(b)中50%和90%的值是压裂岁月归一化的次数。

　　图4正在间接(in -D)和直接(D)热成型和淬火要求下，AA6082试样正在单轴拉伸试验中拉伸到给定应变(a) 20%和(b) 10%时，应用数字图像闭系(DIC)衡量了首要应变场。d后的值为Direct HFQ热轮回后试验中变形时的温度(°C)和应变速度(s−1)。玄色箭头显示爆发相对平均变形的长度起码为10mm。

　　图5 AA6082正在间接(in -D)和直接(D)热成型和淬炎热轮回下变形到20%和10%的单轴拉伸试验硬度演变，(a)间接热成型和淬火流程中的硬度演变和(b)给定应变变形到20%的试样。衡量合金硬度的次数见图1。(b)中，玄色象征为固溶热经管(SHT)后的硬度，血色象征为人为时效后的硬度。偏差条显示了与均匀值的一个模范误差(n = 8，此中n是衡量次数)。

　　图6 AA6082正在室温下实行单轴拉伸试验亿德体育，正在直接(D)和间接(in -D)要求下应用Gleeble单轴拉伸至(a) 20%和(b) 10%的应变，并实行人为老化，(c)后试验终了裂的试样，(D)直接(D)后试验岁月，(e)间接(D)后试验岁月。

　　图7正在直接(D)和间接(In-D)热成型和淬火要求下，单轴拉伸至(a) 20%和(b) 10%应变的AA6082的服从强度(玄色符号)和UTS(血色符号)。偏差条显示了与均匀值的一个模范误差(n = 4，此中n是衡量次数)。

　　图8回收到的AA6082和合金正在直接(450°C和0.5 s−1成形)和间接HFQ要求下(室温成形)的单轴拉伸试验中变形到给定应变20%的EBSD IPF-Z图，(a)初始显微机闭，(b)直接热成型和淬火固溶热经管(SHT)和变形后，(C)直接热成型和淬火时效后，(d)间接热成型和淬火变形后，(e)间接热成型和淬火时效后，(f)间接热成型和淬火时效后，(g)直接热成型和淬火的EBSD表征次数，(h)间接热成型和淬火的EBSD表征次数。图中黑线为晶界，取向误差不幼于15°，灰线°之间。

　　图9正在直接(450°C和0.5 s−1成形)和间接(室温成形)HFQ要求下，回收到的AA6082和合金正在单轴拉伸试验中变形到给定应变20%的GND图，(a)初始显微机闭，(b)直接热成型和淬火固溶热经管(SHT)和变形后，(C)直接热成型和淬火时效后，(d)间接热成型和淬火变形后，(e)间接HFQ SHT后，(f)间接HFQ时效后。这些与图8所示的EBSD IPF图闭系。ρ (m−2)是GND密度。

　　图10正在直接(450°C和0.5 s−1成形)和间接(室温成形)HFQ要求下的单轴拉伸试验中，收到的AA6082的等效晶粒直径和闭系GND密度，以及合金变形到给定应变的20%，(a)等效晶粒直径和(b) GND密度。

　　图12.正在直接(正在450°C和0.5 s−1下成形)和间接(正在室温下成形)要求下实行的单轴拉伸试验中，回收合金的等效晶粒直径和闭系GND密度，以及合金正在给定应变10%下的变形，(a)等效晶粒直径和(b) GND密度。

　　图15正在间接高强度要求下，固溶热经管(SHT)前后，合金正在分别给定应变下变形的等效晶粒直径和闭系GND密度，(a)等效晶粒直径和(b) GND密度，显示了SHT后合金机闭与SHT前变形秤谌的依赖相干。

　　图16应用间接和直接热成型和淬火技艺酿成b柱截面部件的实践成立和闭系工件打算铝合，(a) b柱成形测试成立和(b) b柱测试工件打算。

　　图17采用间接HFQ和直接热成型和淬火造成的b柱截面部件，(a)采用室温间接热成型和淬火造成，(b)采用450℃直接热成型和淬火造成，(C)采用400℃直接HFQ造成。对待直接热成型和淬火，采用了两种分另表成形温度。每个图有四个子图像，显示所酿成的组件突出矩形特点的个人视图。象征了210毫米的尺寸。

　　图18采用间接(In-D) HFQ和直接(D) HFQ酿成的b柱截面组件沿截面的厚度分散，以便回收到的AA6082的初始厚度归一化。

　　综上所述，本文提出了一种新的间接热成形淬火技艺，并与古板的直接热成形淬火技艺实行了对照。采用间接和直接热成型和淬炎热轮回法实行了单轴拉伸试验，以表征AA6082板材正在两种热轮回流程中力学本能和微观机闭的演变。采用这两种技艺也酿成了b柱截面构件。通过对实践数据的明白，可能得出以下结论:

　　固然AA6082板材拥有初始O型回火，但其正在间接热成型和淬火(正在室温下成形)流程中的延展性/成形性远低于直接热成型和淬火(正在400 ~ 500℃的高温下成形)流程中的延展性/成形性。

　　正在给定应变要求下铝合，采用间接高频淬火的合金服从强度和极限抗拉强度均低于直接高频淬火的合金。比方，当合金变形至10%时，应用间接热成型和淬火的合金的服从强度和极限抗拉强度判袂比应用直接热成型和淬火的合金低8%和12%。值得留心的是亿德体育亿德体育帝国理工学院林开国团队：间接热成型和淬火技艺造铝关金薄板零件，当变形量从10%补充到20%时，服从强度或极限抗拉强度的区别会变幼铝合。

　　变形量为10%或20%时，固溶热经管和变形后的合金晶粒尺寸与初始形态根基相似。而对待间接热成型和淬火，晶粒尺寸清楚增大。

　　间接热成型和淬火流程中晶粒长大的爆发与变形水准相闭，当合金单轴应变不幼于10%时爆发晶粒长大。跟着变形量的增大，晶粒长大水准减幼。

　　直接和间接热成型和淬火正在180℃下人为时效9 h，合金的晶粒尺寸变动不大。